Открытие, сделанное в зоне Кларион-Клиппертон, перевернуло представления о жизни в океане. Традиционно считалось, что на глубине 4000 метров, куда не проникает солнечный свет, организмы только потребляют кислород, но не производят. Его запасы пополняются за счет медленного проникновения из верхних слоев океана.
Глубоководные роботы будут искать «темный кислород» на дне океана
Международная экспедиция обнаружила выделение огромных объемов кислорода на глубине 4 километров в Тихом океане. Это явление, названное «темным кислородом», бросает вызов убеждению, что газ производится только фотосинтезом. Сейчас команда ученых готовит новую экспедицию для проверки данных.
На поверхности полиметаллической конкреции образуются пузырьки кислорода. Geiger Laboratories
Зона Кларион-Клиппертон — это гигантский участок морского дна, площадь которого сопоставима с территорией США. Процесс производства «темного кислорода» требует напряжения, необходимого для расщепления воды, это всего 1,5 вольта. Ученые обнаружили, что отдельные конкреции могут генерировать ток, достаточный для запуска этой реакции в масштабах целого океанического плато.
Но датчики зафиксировали резкий рост концентрации газа прямо у дна. Источником оказались полиметаллические конкреции — минеральные образования, напоминающие черные трюфели. Эти «камни», формировавшиеся миллионы лет, содержат марганец, кобальт и никель. Исследователи выдвинули смелую гипотезу: конкреции работают как природные батарейки, вызывая электролиз морской воды.
Камни, называемые полиметаллическими конкрециями, на дне океана в зоне Кларион-Клиппертон в Тихом океане.
Расщепление молекул воды на водород и кислород происходит под воздействием электрического потенциала на поверхности минералов. Для подтверждения этой версии к месту находки отправятся глубоководные роботы с датчиками кислотности, так как высокая концентрация протонов станет прямым доказательством процесса электролиза.
Микробы или химия?
Помимо электрохимической версии, ученые рассматривают биологический фактор. Возможно, в процессе участвуют уникальные микроорганизмы, способные вырабатывать газ в полной темноте.
Исследователи вновь посетят зону Кларион-Клиппертон и установят на дне роботов, предназначенных для исследования темного кислорода.
Как отметил геобиолог из Бостонского университета Джефф Марлоу: «Нашими основными подозреваемыми являются электрохимия и биология. Возможно, они работают по отдельности, а возможно — в тандеме». Чтобы разобраться в этом, планируется создать микромасштабные карты дна, отражающие распределения микробов и минералов.
Химики из Северо-Западного университета проведут опыты в барокамерах под давлением в 400 атмосфер, используя электронные микроскопы для изучения поверхности металлов в соленой воде. Особую важность работа приобретает на фоне планов по глубоководной добыче ископаемых.
Если конкреции действительно питают глубоководные экосистемы кислородом, их извлечение может привести к катастрофическим последствиям для местной фауны. Исследование призвано не только раскрыть фундаментальную тайну природы, но и помочь выработать правила безопасной добычи ресурсов, минимизируя ущерб для скрытых под толщей воды миров.